JP6699760B2 - 動力伝達制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、動力伝達制御装置に関する。

トランスミッションの変速を行う種々の自動変速制御装置の一例として、特許文献１には、係合解除後、他の変速段への係合動作が可能なように、インプットシャフトの回転を制御する自動変速制御装置が開示されている。この自動変速制御装置は、制御部と、アクチュエータによって移動作動して係合解除及び係合動作を行うシフト部材と、インプットシャフトに接続された動力源とを備える。この制御部は、アクチュエータによってシフト部材の移動を制御するとともに、動力源によってインプットシャフトの回転を制御する。

特開２０１６−１１３０３９号公報

近年、特許文献１に記載したような、アクチュエータによって変速段の制御を行うオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（ＡＭＴ）による車両が増えてきており、また、ＡＭＴであって、変速機としてシンクロナイザリングを含むシンクロメッシュ機構を有さないタイプのもの（ノンシンクロトランスミッション）が開発されてきている。ノンシンクロトランスミッションを採用した車両におけるギヤチェンジの際には、スリーブがニュートラル位置にあるときに、変速段の切換時に遊転ギヤの回転数とスリーブの回転数を同期させる処理が行われる。

図４は、アクチュエータを採用した車両における変速時の（ａ）エンジン（或いは、回転軸）の回転数の経時変化、（ｂ）スリーブのストローク位置の経時変化、（ｃ）変速段の経時変化をそれぞれ表した図である。この図４において、Ａの時点でギヤチェンジ要求がなされたとすると、アクチュエータを制御して、スリーブのストローク位置をその時点のギヤの押付け完了位置からギヤを抜く方向にスライド移動させる。アクチュエータは、係合が解除される係合開始位置への到達（Ｂの時点）以降もスリーブを移動させて、スリーブをニュートラル位置まで移動させる。その後、アクチュエータは、次の変速段に対してスリーブを移動させる。ノンシンクロトランスミッションの場合には、Ｂ以降の係合解除を判別した時点から、次の変速段の遊転ギヤの回転数とスリーブの接続された回転軸の回転数を同期させる処理が行われる。回転同期完了（Ｃの時点）後にスリーブを次の変速段の遊転ギヤの方向にスライド移動を開始させる。スリーブが遊転ギヤと接する係合開始位置に到達した段階（Ｄの時点）から係合が始まり、係合完了位置を経て押付け完了位置までスリーブが到達した段階でギヤチェンジが完了する。

ここで、図４における回転同期中（ＢからＣまでの間）、スリーブの位置はニュートラル位置になるように要求される。そして、回転同期が完了した後（Ｃ以降）、ニュートラル位置から押付け完了位置に向けた移動が開始される。そのため、回転同期が完了することで係合できる状態になっているにもかかわらず、係合状態になっていない期間が存在し、シフト要求への応答の遅れの一因になっているという課題があった。

本発明は、応答の遅れを少なくすることを課題とする。

第１回転軸と、前記第１回転軸の回転数である第１回転数を調整可能に接続された動力源と、車軸と連動して回転する前記第１回転軸とは異なる第２回転軸と、前記第１回転数を検出する第１回転数検出部と、前記第２回転軸の回転数である第２回転数を検出する第２回転数検出部と、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間で複数の動力伝達経路を有する動力伝達部と、制御部と、を有し、前記動力伝達部は、少なくとも、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間で動力伝達を行う第１減速機構と、前記第１回転軸と前記第２回転軸との間で動力伝達を行う前記第１減速機構と減速比が異なる第２減速機構と、前記第１減速機構と前記第２減速機構との間で動力伝達の切り替えを行う切替機構と、を備え、前記制御部は、少なくとも、前記第１減速機構による動力伝達を確立した状態から前記第２減速機構による動力伝達を確立した状態に切り替える場合において、前記第２回転数検出部が検出した前記第２回転数に基づいて前記第２減速機構による動力伝達を確立するように切り替えた後の前記第１回転数である切替後回転数を算出する切替後回転数算出処理と、前記第１減速機構による動力伝達を解除した後に、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期させるように前記動力源により前記第１回転軸の回転数を制御する同期制御処理と、前記同期制御処理において、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期完了させた後に、前記第２減速機構による動力伝達を確立するように前記切替機構を制御する切替制御処理と、をそれぞれ実行可能に構成され、前記切替制御処理では、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期完了させる前に、前記第２減速機構による動力伝達の確立に向けて前記切替機構の制御を開始することを特徴とする。

上記構成としたことで、応答の遅れが少なくなり、変速に要していた時間が短くなる。

前記切替機構は、前記第１回転軸又は前記第２回転軸の何れか一方の軸と一体回転、かつ、前記一方の軸に対して軸方向に移動可能に設けられ、前記第１減速機構と前記第２減速機構との間に配置される係合部材と、前記係合部材を軸方向に移動させるように作動するアクチュエータと、を有し、前記第１減速機構は、前記係合部材が前記第１減速機構側に軸方向移動した際に前記係合部材と係合完了することで前記動力伝達を確立するように構成され、前記第２減速機構は、前記係合部材が前記第２減速機構側に軸方向移動した際に前記係合部材と係合することで前記動力伝達を確立するように構成され、前記アクチュエータは自身の作動量を検出する作動量検出部を備え、前記制御部は、前記切替後回転数と前記第１回転数との回転数差である差回転及び前記差回転の単位時間あたりの変化量である差回転変化率を算出する差回転算出処理と、前記係合部材が前記第２減速機構と係合開始するまでの間に必要な前記アクチュエータの作動量である必要作動量を算出する必要作動量算出処理と、をそれぞれ実行可能に構成され、前記切替制御処理では、前記差回転算出処理により算出された前記差回転及び前記差回転変化率と、前記必要作動量算出処理により算出された前記必要作動量に基づいて前記アクチュエータの作動速度を決定するものとしてもよい。

前記係合部材と前記第２減速機構との前記軸方向の位置関係は、少なくとも前記係合部材と前記第２減速機構との間で動力伝達が確立されない状態と動力伝達が確立される状態とが切り替わる位置である係合完了位置と、前記係合部材と前記第１減速機構との間、および、前記係合部材と前記第２減速機構との間の両方で動力伝達が確立されないニュートラル位置と、前記係合完了位置と前記ニュートラル位置との間に位置し、前記係合部材と前記第２減速機構との間で動力伝達が確立されないが、前記係合部材と前記第２減速機構との接触が発生し始める位置である係合開始位置と、前記ニュートラル位置と前記係合開始位置との間に位置する係合開始直前位置と、を有し、前記必要作動量は、前記係合開始直前位置に達するまでの間に必要な前記アクチュエータの作動量であるものとしてもよい。

前記係合開始直前位置は、前記係合開始位置から所定距離離れた位置であるものとしてもよい。

前記同期制御処理では、前記差回転算出処理により算出された前記差回転変化率が所定変化率になるように前記動力源により前記第１回転数を制御するものとしてもよい。

前記制御部は、前記第１減速機構による動力伝達を解除した後に、前記第２減速機構による動力伝達が確立しない状態を維持しつつ、前記係合部材を前記第２減速機構に近づけるように前記アクチュエータを所定作動量作動させる処理を実行可能に構成され、前記切替制御処理では、前記アクチュエータを前記所定作動量作動させた後であって、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期完了させる前に、前記第２減速機構による動力伝達の確立に向けて前記切替機構の制御を開始するものとしてもよい。

上記の構成のため、応答の遅れが少なくなり、変速に要していた時間が短くなるため、運転性能が向上する。

本発明の動力伝達制御装置に関連する車両の構成を表した説明図である。 本発明における係合動作制御の概念を説明するための説明図であり、係合動作の際のスリーブのストローク量を表した説明図である。 本発明における係合動作制御の流れを表したフローチャート図である。 アクチュエータを採用した車両における変速時の（ａ）エンジン（或いは、回転軸）の回転数の経時変化、（ｂ）スリーブのストローク位置の経時変化、（ｃ）変速段の経時変化をそれぞれ表した図である。

以下、図面を参照しながら、実施の形態に係る動力伝達制御装置１０の例について説明する。図１は、本発明の動力伝達制御装置に関連する車両の構成を表した説明図である。図１において、１１は動力源としてのエンジン、１２は第１回転軸としてのインプットシャフト、１３はもう一つの動力源としてのモータジェネレータ、１４は係合部材としてインプットシャフト１２に軸方向に移動可能且つ一体回転可能に支持されたスリーブ、１５はシフトフォーク、１６はシフトシャフト、１７はダンパー、１８はアクチュエータ、１９ａ及び１９ｂは動力伝達機構、２０は第２回転軸としてのアウトプットシャフト、２１は制御部、３１はインプットシャフト１２の回転数である第１回転数を検出する第１回転数検出部、３２はアウトプットシャフト２０の回転数である第２回転数を検出する第２回転数検出部である。インプットシャフト１２には被係合部材としての遊転ギヤＧＡ１及び遊転ギヤＧＢ１が相対回転可能に接続されており、アウトプットシャフト２０にはギヤＧＡ２及びギヤＧＢ２が一体回転可能に接続されている。遊転ギヤＧＡ１とギヤＧＡ２とにより第１減速機構５１が構成されており、遊転ギヤＧＢ１とギヤＧＢ２とにより第２減速機構５２が構成されている。

なお、以下の説明においては、説明の簡略化のために、変速段を遊転ギヤＧＡ１とギヤＧＡ２の対と遊転ギヤＧＢ１とギヤＧＢ２の対のみを用い、かつ、遊転ギヤＧＡ１と遊転ギヤＧＢ１の間に１つのスリーブ１４を配置して、この１つのスリーブ１４でギヤチェンジを行う動力伝達部について説明を行う。しかし、実際の動力伝達部では、さらに多くの変速が可能なようにギヤが設けられることが想定され、また、アウトプットシャフト２０側に相対回転可能な遊転ギヤＧＡ１，ＧＢ１と一体回転可能且つ軸方向に移動可能なスリーブ１４とが設けられ且つインプットシャフト１２に一体回転可能にギヤＧＡ２，ＧＢ２が設けられる構成も当然に想定される。なお、説明の便宜上、遊転ギヤＧＡ１とギヤＧＡ２とで第１減速機構５１が構成されており、遊転ギヤＧＢ１とギヤＧＢ２とで第２減速機構５２が構成されているとしたが、遊転ギヤＧＢ１とギヤＧＢ２とで第１減速機構５１が構成されており、遊転ギヤＧＡ１とギヤＧＡ１とで第２減速機構５２が構成されていてもよい。また、例えば、インプットシャフト、カウンターシャフト及びアウトプットシャフトというように、３軸以上を用いた動力伝達部の構成も想定される。また、アクチュエータ１８の動力をシフトシャフト１６に伝達するために動力伝達機構１９ａ及び１９ｂを介しているが、この構成である必要はなく、アクチュエータ１８の動力でスリーブ１４の動作を制御できればどのような構成であってもよい。また、本発明においてシンクロ機構を採用するか否かは本質的な問題ではなく何れに対しても採用し得るものであるが、本例ではシンクロ機構を持たないノンシンクロトランスミッションであるものとして説明を行う。また、アクチュエータ１８によってギヤチェンジを行う構成であれば、ドライバーの操作に基づくギヤチェンジ要求によってギヤチェンジを行う構成であってもよいし、予め変速のための条件を設定しておいて条件を満たした場合に自動でギヤチェンジを行う構成であってもよい。

図１において、エンジン１１は、インプットシャフト１２を回転駆動する。なお、必須の構成ではないが、インプットシャフト１２を回転駆動可能なモータジェネレータ１３を配置するようにしてもよい。また、エンジン１１とモータジェネレータ１３との間にクラッチやトルクコンバータ等を配置するようにしてもよい。インプットシャフト１２上には、遊転ギヤＧＡ１と遊転ギヤＧＢ１が相対回転可能に接続されていて、ニュートラルの状態においては、いずれとも係合することなく両者の間にスリーブ１４が位置する。このときのスリーブ１４の位置がニュートラル位置である。何れかの変速段にシフトチェンジ、例えば、遊転ギヤＧＡ１の変速段へシフトチェンジされると、切替機構により遊転ギヤＧＡ１とインプットシャフト１２とが相対回転不能に固定される。すなわち、スリーブ１４が第１減速機構側５１に軸方向移動した際には、スリーブ１４と遊転ギヤＧＡ１とが係合完了することで動力伝達が確立され、一方で、スリーブ１４が第２減速機構側５２に軸方向移動した際には、スリーブ１４と遊転ギヤＧＢ１とが係合完了することで動力伝達が確立される。

図１において、切替機構は、シフトフォーク１５、シフトシャフト１６、ダンパー１７、アクチュエータ１８、動力伝達機構１９ａ、及び動力伝達機構１９ｂにより構成されている。切替機構において、アクチュエータ１８からの動力は、動力伝達機構１９ａ、ダンパー１７、及び、動力伝達機構１９ｂを介してシフトシャフト１６に伝達され、スリーブ１４を作動させる。アクチュエータ１８は、例えば、図示されていないモータ、モータのトルクを推力に変換する変換機構、および変換機構の作動量を監視するセンサである作動量検出部１８ａによって構成される。アクチュエータ１８は、制御部２１から出力された情報を受けてモータの出力を制御し、スリーブ１４の軸方向の動作量をコントロールし、結果としてスリーブ１４の該軸方向のストローク量（移動量）を高精度にコントロールする。

また、制御部２１は、ノンシンクロトランスミッションにおけるギヤチェンジを実行するための各種処理を行う機能を有する。本例の制御部２１は、少なくとも、切替後回転数算出処理と、同期制御処理と、切替制御処理と、差回転算出処理と、必要作動量算出処理とを実行する機能を有する。

切替後回転数算出処理では、切替機構により動力伝達の切り替えを行う際の第１回転数を算出するための処理が実行される。本例では、制御部２１は、第１減速機構５１による動力伝達を確立した状態から第２減速機構５２による動力伝達を確立した状態に切り替える場合において、第２回転数検出部３２が検出した第２回転数に基づいて、第２減速機構５２による動力伝達を確立するように切り替えた後の第１回転数である切替後回転数を算出する。

同期制御処理では、切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に基づいてエンジン１１の出力が制御するための処理が実行される。本例では、制御部２１は、第１減速機構５１による動力伝達を解除した後に、第１回転数を切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期させるようにエンジン１１により制御する。

切替制御処理では、切替機構を作動させるための情報を切替機構に出力するための処理が実行される。本例では、制御部２１は、第１回転数を切替後回転数に同期完了させた後に、第２減速機構５２による動力伝達を確立するように切替機構の動作を制御するとともに、同期完了させる前に、第２減速機構５２による動力伝達の確立に向けて切替機構の制御を開始する。

差回転算出処理では、切替機構により動力伝達の切り替えを行うまでに、どのように回転数の差が変化するのかを算出するための処理が実行される。本例では、制御部２１は、前記切替後回転数と、前記第１回転数検出部３１によって検出されるその時点での第１回転数の差である差回転の単位時間あたりの変化量である差回転変化率を算出するための処理を実行する。

必要作動量算出処理では、アクチュエータ１８を作動させる量を算出するための処理が実行される。本例では、制御部２１は、作動量検出部１８ａによって検出される位置からスリーブ１４が第２減速機構５２と係合開始する直前の位置までのアクチュエータ１８の作動量である必要作動量を算出する。なお、必要作動量の算出の構成の例は、これに限られず、例えば、スリーブ１４と第２減速機構５２とが係合完了する間における、アクチュエータ１８の作動量であってもよい。

必要作動量算出処理では、アクチュエータ１８を作動させる量を算出するための処理が実行される。本例では、制御部２１は、スリーブ１４が遊転ギヤＧＢ１との係合を開始する直前の位置までのアクチュエータ１８の作動量である必要作動量を算出する。

また、制御部２１には、第１回転数検出部３１により検出された第１回転数に関する第１回転数情報２２、第２回転数検出部３２により検出された第２回転数に関する第２回転数情報２３、及びその他のセンサ情報２４が入力されている。その他のセンサ情報２４の中には、車速情報、アクセル開度情報、及び単位時間あたりのアクセル開度の変化量であるアクセル開度変化率情報などが含まれる。

以下の説明において使用する用語を、以下のように定義する。
（係合解除状態）
係合部材と被係合部材が接触しておらず、動力伝達しない状態をいう。すなわち、本例におけるスリーブのスプラインと遊転ギヤのスプラインが接触しない状態のことであり、両側に遊転ギヤが存在する場合はニュートラル状態のことを指すものとする。
（係合開始状態）
係合部材と被係合部材が接触するが、動力伝達しない状態をいう。具体的には、スリーブ及び遊転ギヤのスプライン先端がチャンファ形状だったりＲ形状だったりした場合に、チャンファ同士やＲ同士で接触し、動力伝達しようとするとスリーブとギヤピースが離れるように反力が発生する状態を指している。また、スプライン先端が平面だった場合に先端同士で接触する場合も含む。
（係合完了状態）
係合部材と被係合部材が接触し、動力伝達する状態をいう。本例では、遊転ギヤのスプラインの隙間にスリーブのスプラインが押し込まれてしっかり噛み合い動力伝達する状態をいい、チャンファ同士やＲ同士、スプラインの先端同士のみが接触することを含まない。
（押付け完了状態）
係合部材を移動させて係合開始状態から係合完了状態に移行させた後、さらに係合部材を移動させて、係合部材が移動範囲の境界に到達した状態をいう。係合完了状態の一部である。この状態は、具体的には、係合完了状態からさらに係合部材を移動させるようにアクチュエータを動作させ続け、アクチュエータ自身の可動範囲の境界であるストッパに当てるように制御した状態であり、例えば、一定荷重で一定時間ストッパに押付けるようにアクチュエータを動作させた後の状態である。この状態は、スリーブが係合完了状態からさらに奥まで移動するイメージである。
（係合開始直前位置）
前記スリーブ１４の作動する軸方向においてニュートラル位置と係合開始位置との間の位置であり、係合開始位置からは所定距離離れており、ニュートラル範囲内に位置している。
（係合開始位置）
係合部材と被係合部材が接触するかしないかの境界位置であって、係合解除状態と係合開始状態とが切り替わる位置のことをいう。すなわち、この位置は、係合部材と被係合部材とを係合する場合には係合部材と被係合部材が接触し始める位置であり、係合部材と被係合部材との係合を解除する場合には係合部材と被係合部材とが接触しなくなる位置である。なお、係合開始位置は、アクチュエータの作動量検出精度等を考慮して、係合部材と被係合部材が接触するかしないかの境界位置から所定距離離れた位置であってもよい。
（係合完了位置）
係合部材と被係合部材が接触する位置であって、係合開始状態と係合完了状態とが切り替わる位置のことをいう。なお、係合完了位置は、アクチュエータの作動量検出精度等を考慮して、係合開始状態と係合完了状態とが切り替わる位置から係合側に所定距離離れた位置であってもよい。
（押付け完了位置）
係合部材と被係合部材が接触する位置であって、押付け完了状態である場合の位置のことをいう。

図２は、本発明における係合動作制御の概念を説明するための説明図であり、スリーブ１４のストローク量を表した説明図である。この図２において、横軸は時間、縦軸はアクチュエータ１８内のセンサで検出されたスリーブ１４のストローク量を表す。そして、遊転ギヤＧＡ１と係合した状態のスリーブ１４が遊転ギヤＧＢ１に入るまでのスリーブ１４のストロークが示される。本例の動力伝達制御装置１０においては、シフト制御を開始する位置としてシフト制御開始位置（Ｆの時点）が規定されている。そのため、シフト制御開始位置を過ぎた位置から、従来とは異なるストロークの軌跡が描かれる。なお、シフト制御とは、アクチュエータ１８よってスリーブ１４を係合完了位置まで移動させてギヤと係合させる制御を意味する。

従来では、シフト制御開始位置を通過後（Ｆの時点を通過後）、回転数の同期が完了するまで（Ｃの時点まで）の間は、ニュートラル位置でスリーブ１４が留まるようにストローク量が制御されていた。一方で、本例では、同期制御を実行するとともに、シフト制御の実行を、少なくとも同期制御による同期の完了前に開始させることで、回転数の同期が完了する時点（Ｃの時点）において、係合開始直前位置に位置するようにストローク量が制御される。

図３は、本発明における係合動作処理の流れを表したフローチャート図である。このフローでは、車両の走行中にシフト要求を受け、遊転ギヤＧＡ１と係合完了状態にあったスリーブ１４が、遊転ギヤＧＡ１の係合開始位置まで移動し、係合解除状態になった後における処理の例が説明される。すなわち、係合解除状態になった後における処理の例が説明される。

係合動作処理において、シフト要求を受け付けると、先ず、制御部２１は、遊転ギヤＧＢ１とスリーブ１４とが係合開始状態になる時点の第１回転数を切替後回転数として特定する（ステップＳ１０１）。本例では、制御部２１が、アウトプットシャフト２０に設けられた第２回転数検出部３２が検出した第２回転数に関する第２回転数情報２３を取得し、この第２回転数に対応する第１回転数を切替後回転数として算出する。

次いで、制御部２１は、係合解除時点の第１回転数を特定する（ステップＳ１０２）。例えば、制御部２１は、第１回転数検出部３１が検出した現在の第１回転数に関する第１回転数情報２２を取得する。なお、ここで特定される情報は、遊転ギヤＧＢ１に噛み合わせるスリーブ１４の回転数を把握できる情報であればよい。すなわち、制御部２１により受信される情報は、スリーブ１４の回転数に関する情報や、エンジン１１の出力に関する情報などであってもよい。

次いで、制御部２１は、係合解除時点の第１回転数及び切替後回転数に基づいて、差回転を算出する。

差回転が算出されると、制御部２１は、差回転が目標回転差になるまでの差回転変化率を算出する（ステップＳ１０４）。また、「目標回転差」はゼロであってもよいが、微小な値であることが好ましい。すなわち、わずかに差回転がある状態でスリーブ１４と遊転ギヤＧＢ１とが係合開始状態になることが好ましい。わずかに差回転がある状態でスリーブ１４と遊転ギヤＧＢ１とが係合開始状態になることにより、円滑な噛み合いが実現できる。なお、説明の便宜上、差回転が目標回転差に到達することを第１回転数が切替後回転数に到達すると表現する。差回転変化率は、シフトダウンのための同期制御の実行時には正の値（つまり、回転数を増加させる変化率）になる。一方で、シフトアップのための同期制御の実行時には差回転変化率は負の値（つまり、回転数を減少させる変化率）になる。

なお、上記算出の一例として、差回転変化率が一定又は略一定になるように算出してもよい。また、他の例として、同期制御の時間を一定にして回転差に応じて差回転変化率を変動させる構成とされていてもよい。さらに、他の例として、エンジン１１のトルクに関する情報を参照して効率的なエンジン出力が得られる差回転変化率を算出する構成とされていてもよい。

次いで、制御部２１は、シフト制御を実行するための処理を実行する。まず、制御部２１は、差回転変化率から第１回転数が切替後回転数に到達するまでに要する時間を同期時間として算出する（ステップＳ１０５）。すなわち、差回転が目標回転差になるまでに要する時間が算出される。

同期時間が算出されると、制御部２１は、遊転ギヤＧＡ１の係合開始位置からニュートラル位置又はその付近の位置であるシフト制御開始位置まで移動するために必要な時間を特定する（ステップＳ１０６）。すなわち、制御部２１は、図２におけるＢからＦまで移動する必要な時間を特定する。図２におけるＢからＦまでにおける実ストロークは一定であるため、例えば、制御部２１は、図２におけるＢからＦまでにおける実ストロークに関する情報を参照することで、遊転ギヤＧＡ１の係合開始位置からシフト制御開始位置まで移動するために必要な時間を特定できる。

遊転ギヤＧＡ１の係合開始位置からシフト制御開始位置まで移動するために必要な時間が特定されると、制御部２１は、遊転ギヤＧＡ１の係合開始位置からシフト制御開始位置まで移動するために必要な時間と、同期時間と、の差を算出する（ステップＳ１０７）。すなわち、制御部２１は、シフト制御開始位置から遊転ギヤＧＢ１側の係合開始直前位置までの移動時間を算出する。

次いで、制御部２１は、シフト制御開始位置から遊転ギヤＧＢ１側の係合開始直前位置までの移動距離を算出する（ステップＳ１０８）。換言すれば、制御部２１は、シフト制御開始位置から遊転ギヤＧＢ１側の係合開始直前位置までスリーブ１４を移動させる際の、アクチュエータ１８に基づくスリーブ１４の必要作動量を特定する。

算出された移動時間及び移動距離に基づいて、制御部２１は、スリーブ１４の作動速度を算出する（ステップＳ１０９）。例えば、制御部２１は、回転差が目標回転差になる際に遊転ギヤＧＢ１側の係合開始直前位置にスリーブ１４が位置するように、作動速度を算出する。なお、シフト制御における遊転ギヤＧＢ１側の係合開始直前位置から係合完了位置までの作動速度については、該係合開始直前位置までの作動速度を参照して適宜算出するように構成されていればよい。

次いで、制御部２１は、同期制御を実行する（ステップＳ１１０）。具体的には、制御部２１は、ステップＳ１０４にて算出された差回転変化率に基づいて第１回転数を変動させるための指示情報を生成し、エンジン１１に送信する。指示情報を受信したエンジン１１は、受信した指示情報に基づいて、エンジン１１の回転数を変化させる。すなわち、エンジン１１の回転数を変化させることにより、インプットシャフト１２及びアウトプットシャフト２０の回転数を同期させる同期制御が実行される。なお、本例ではエンジン１１が制御されることにより他の変速機への係合動作が実行できるように同期制御を実行しているが、同期制御は、モータジェネレータ１３が制御されることにより実現されていてもよい。

同期制御が実行されると、制御部２１は、シフト制御開始位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。制御部２１は、到達していないと判定した場合（ステップＳ１１１のＮ）には、ステップＳ１１１に移行し、再度シフト制御開始位置に到達したか否かを判定する。

一方で、制御部２１は、到達していると判定した場合（ステップＳ１１１のＹ）には、シフト制御を実行する（ステップＳ１１２）。具体的には、制御部２１は、ステップＳ１０９にて算出された作動速度に基づいてスリーブ１４を作動させるための指示情報を生成し、アクチュエータ１８に送信する。指示情報を受信したアクチュエータ１８は、受信した指示情報に基づいて、スリーブ１４を作動させる。すなわち、アクチュエータ１８によってスリーブ１４の作動を制御することによって、スリーブ１４を遊転ギヤＧＢ１側の係合完了位置まで移動させて係合動作を行うシフト制御が実行される。ちなみに、前記スリーブ１４は遊転ギヤＧＢ１側の係合完了位置に到達した後、さらに遊転ギヤＧＢ１側の押付け完了位置まで移動される。

なお、制御部２１は、シフト制御開始位置に到達したか否かを判定する構成としているが、このような構成には限られない。例えば、制御部２１は、スリーブ１４を、遊転ギヤＧＡ１との係合解除後に、ニュートラル状態を維持しつつ、遊転ギヤＧＢ１に近づけるようにアクチュエータ１８を所定作動量作動させる構成とされていてもよい。そして、アクチュエータ１８を所定作動量作動させた後、制御部２１は、シフト制御を実行する構成とされていてもよい。

同期制御及びシフト制御が完了すると、制御部２１は、ここでの処理を終了する。以上の通り、制御部２１が同期制御及びシフト制御を実行することにより、ノンシンクロトランスミッションを採用した車両のギヤチェンジにおいて、係合開始状態を経て係合完了状態に移行でき、最終的に押付け完了状態に移行することができるようになる。

なお、シフト制御を開始するタイミングは、少なくとも同期の完了前になるように構成されていればよい。この場合には、シフト制御を実行するタイミングの調整とともに作動速度の算出方法を調整することにより、回転数の同期が完了する時点において、係合開始直前位置に位置するようにストローク量が制御される。ここで、「同期の完了」とは、第１回転数が係合解除状態から係合開始状態に移行してもよい回転数になることを意味し、第１回転数が切替後回転数に到達することを意味する。

また、スリーブ１４と遊転ギヤＧＡ１とが係合解除状態になった時点における処理の例について説明したが、本例の処理は係合解除時点以外においても採用できる。例えば、動力伝達制御装置１０は、シフト制御の実行時、シフト制御の開始時点での差回転と目標回転差との差と、差回転の変化率と、スリーブ１４の係合開始直前位置までの距離とに基づいて、同期の完了のタイミングでスリーブ１４が係合開始直前位置に到達するように、アクチュエータ１８に基づくスリーブ１４の作動速度を決定することができる。また、動力伝達制御装置１０は、シフト制御の実行中の所定時間経過毎に、差回転と目標回転差との差と、差回転の変化率と、スリーブ１４の係合開始直前位置までの距離に基づいて、同期の完了のタイミングでスリーブ１４が係合開始直前位置に到達するように、アクチュエータ１８に基づくスリーブ１４の作動速度を調整できるようにしてもよい。

また、制御部２１が上記のフローチャートにおける各種処理を一連で実行するように説明を行ったが、このような構成には限られない。例えば、制御部２１が、同期制御を実行するための処理と、シフト制御を実行するための処理とを別々に実行し、タイミングを合わせて同期制御とシフト制御とを実行する構成とされていてもよい。

以上のように、本発明による動力伝達制御装置１０は、アクチュエータ１８によって移動作動して係合解除及び係合動作を行うスリーブ１４と、インプットシャフト１２に接続されたモータジェネレータ１３、或は、インプットシャフト１２に接続されたエンジン１１と、アクチュエータ１８によってスリーブ１４の移動を制御するとともに、エンジン１１又はモータジェネレータ１３によってインプットシャフト１２の回転を制御する制御部２１とを備え、制御部２１は、係合解除後、他の変速段への係合動作が可能なようにエンジン１１又はモータジェネレータ１３によってインプットシャフト１２の回転を同期させる同期制御を実行するとともに、アクチュエータ１８よってスリーブ１４を係合完了位置まで移動させるシフト制御を、少なくとも同期の完了前に開始させる。このような構成によれば、応答の遅れが少なくなり、変速に要していた時間が短くなるため、運転性能が向上する。

また、上述の実施の形態で言及したように、動力伝達制御装置１０は、係合解除位置から所定距離移動した位置においてシフト制御を開始する構成とされている。このような構成によれば、要求ストロークに近い操作感を得られることから、運転性能が向上する。

なお、上述の実施の形態では特に言及していないが、同期制御及びシフト制御の実行中において、所定間隔又は所定条件を満たした場合に、制御部２１が、その時点での情報の検出状況に応じて同期制御及びシフト制御を再度実行する構成とされていてもよい。このような構成によれば、逐次変化する状況に合わせて精度の高い係合動作が実現できる。

上述の実施の形態では、スリーブ１４と遊転ギヤＧＡ１，ＧＢ１と噛合わせる構成としていたが、このような構成には限られない。例えば、ベルトで動力伝達する際の一方のプーリや、チェーンで動力伝達する際の一方のスプロケットなどを軸に対して遊転させておき、ドグクラッチで軸と係脱する構成とされていてもよい。

１０ 動力伝達制御装置
１１ エンジン（動力源）
１２ インプットシャフト（第１回転軸）
１３ モータジェネレータ
１４ スリーブ
１５ シフトフォーク
１６ シフトシャフト
１７ ダンパー
１８ アクチュエータ
１８ａ 作動量検出部
１９ａ，１９ｂ 動力伝達機構
２０ アウトプットシャフト（第２回転軸）
２１ 制御部
２２ 第１回転数情報
２３ 第２回転数情報
２４ その他のセンサ情報
３１ 第１回転数検出部
３２ 第２回転数検出部
５１ 第１減速機構
５２ 第２減速機構

Claims (5)

1. 第１回転軸と、
   前記第１回転軸の回転数である第１回転数を調整可能に接続された動力源と、
   車軸と連動して回転する前記第１回転軸とは異なる第２回転軸と、
   前記第１回転数を検出する第１回転数検出部と、
   前記第２回転軸の回転数である第２回転数を検出する第２回転数検出部と、
   前記第１回転軸と前記第２回転軸との間で複数の動力伝達経路を有する動力伝達部と、
   制御部と、
   を有し、
   前記動力伝達部は、少なくとも、
   前記第１回転軸と前記第２回転軸との間で動力伝達を行う第１減速機構と、
   前記第１回転軸と前記第２回転軸との間で動力伝達を行う前記第１減速機構と減速比が異なる第２減速機構と、
   前記第１減速機構と前記第２減速機構との間で動力伝達の切り替えを行う切替機構と、
   を備え、
   前記制御部は、少なくとも、
   前記第１減速機構による動力伝達を確立した状態から前記第２減速機構による動力伝達を確立した状態に切り替える場合において、前記第２回転数検出部が検出した前記第２回転数に基づいて前記第２減速機構による動力伝達を確立するように切り替えた後の前記第１回転数である切替後回転数を算出する切替後回転数算出処理と、
   前記第１減速機構による動力伝達を解除した後に、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期させるように前記動力源により前記第１回転軸の回転数を制御する同期制御処理と、
   前記同期制御処理において、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期完了させた後に、前記第２減速機構による動力伝達を確立するように前記切替機構を制御する切替制御処理と、
   をそれぞれ実行可能に構成され、
   前記切替制御処理では、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期完了させる前に、前記第２減速機構による動力伝達の確立に向けて前記切替機構の制御を開始し、
   前記切替機構は、
   前記第１回転軸又は前記第２回転軸の何れか一方の軸と一体回転、かつ、前記一方の軸に対して軸方向に移動可能に設けられ、前記第１減速機構と前記第２減速機構との間に配置される係合部材と、
   前記係合部材を軸方向に移動させるように作動するアクチュエータと、
   を有し、
   前記第１減速機構は、前記係合部材が前記第１減速機構側に軸方向移動した際に前記係合部材と係合完了することで前記動力伝達を確立するように構成され、
   前記第２減速機構は、前記係合部材が前記第２減速機構側に軸方向移動した際に前記係合部材と係合することで前記動力伝達を確立するように構成され、
   前記アクチュエータは自身の作動量を検出する作動量検出部を備え、
   前記制御部は、
   前記切替後回転数と前記第１回転数との回転数差である差回転及び前記差回転の単位時間あたりの変化量である差回転変化率を算出する差回転算出処理と、
   前記係合部材が前記第２減速機構と係合開始するまでの間に必要な前記アクチュエータの作動量である必要作動量を算出する必要作動量算出処理と、
   をそれぞれ実行可能に構成され、
   前記切替制御処理では、前記差回転算出処理により算出された前記差回転及び前記差回転変化率と、前記必要作動量算出処理により算出された前記必要作動量に基づいて前記アクチュエータの作動速度を決定する
   動力伝達制御装置。
2. 前記係合部材と前記第２減速機構との前記軸方向の位置関係は、少なくとも
   前記係合部材と前記第２減速機構との間で動力伝達が確立されない状態と動力伝達が確立される状態とが切り替わる位置である係合完了位置と、
   前記係合部材と前記第１減速機構との間、および、前記係合部材と前記第２減速機構との間の両方で動力伝達が確立されないニュートラル位置と、
   前記係合完了位置と前記ニュートラル位置との間に位置し、前記係合部材と前記第２減速機構との間で動力伝達が確立されないが、前記係合部材と前記第２減速機構との接触が発生し始める位置である係合開始位置と、
   前記ニュートラル位置と前記係合開始位置との間に位置する係合開始直前位置と、
   を有し、
   前記必要作動量は、前記係合開始直前位置に達するまでの間に必要な前記アクチュエータの作動量である
   請求項１に記載の動力伝達制御装置。
3. 前記係合開始直前位置は、前記係合開始位置から所定距離離れた位置である
   請求項３に記載の動力伝達制御装置。
4. 前記同期制御処理では、前記差回転算出処理により算出された前記差回転変化率が所定変化率になるように前記動力源により前記第１回転数を制御する
   請求項１、３又は４の何れか一項に記載の動力伝達制御装置。
5. 前記制御部は、前記第１減速機構による動力伝達を解除した後に、前記第２減速機構による動力伝達が確立しない状態を維持しつつ、前記係合部材を前記第２減速機構に近づけるように前記アクチュエータを所定作動量作動させる処理を実行可能に構成され、
   前記切替制御処理では、前記アクチュエータを前記所定作動量作動させた後であって、前記第１回転数を前記切替後回転数算出処理により算出された切替後回転数に同期完了させる前に、前記第２減速機構による動力伝達の確立に向けて前記切替機構の制御を開始する
   請求項１、３、４又は５の何れか一項に記載の動力伝達制御装置。

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